面向智慧校园生态体系的大数据平台研究及实践——以咸宁职业技术学院为例

魏会生

（咸宁职业技术学院 图文信息技术中心 湖北 咸宁 437100）

大数据的研究与应用为高校智慧校园的建设与落地开辟了新的思路，［1］本文对不同规模、类别、层次的高校进行调研，梳理分析当前制约高校智慧校园所面临的六个主要问题。以问题为导向，咸宁职业技术学院以信息化标杆校建设项目为依托，顶层设计高校智慧校园生态体系的大数据平台框架，建立大数据中心数据模型，搭建数据中台和业务中台，对原有大数据中心进行升级，在已建设教务管理系统、学工管理系统、资产管理系统、校园一卡通系统、大财务管理系统、内部质量管理平台等业务软件系统的基础上，打通原有业务软件系统与大数据中心通道。结合学校实际需要，建设智慧教学评价系统、智慧后勤管理系统、智慧监控管理系统等多个业务软件系统，并与数据中台和业务中台对接，实现数据共建共享，业务软件系统集成，提高学校教学质量，实现学校高效管理，为广大师生提供便捷服务。

一、国内研究现状

当前，我国很多高校信息化已建设了数据中心和相应的业务系统平台，积累了大量教学、科研、运行管理等方面的业务数据，但也存在一些问题，主要表现为六个方面。

（一）缺少全局性、统筹性的顶层设计指导方案

全局性、统筹性的顶层设计指导方案将系统规划高校智慧校园的建设。高校的发展与信息化管理密切相关，智慧校园的建设在高校中占据战略地位。众多高校信息化的建设模式依然是按照“被推着向前”，“看一看，模仿别人建”的发展模式，由于认识不到位，存在只有战术配合、工具论、技术应用主义、重硬轻软的现象，并没有全局性、统筹性的顶层设计指导方案，各个业务系统建设各自为政，造成资源大量浪费。［2］

（二）缺少统一的数据标准与规范

数据标准与数据规范是顶层设计阶段的必要性步骤。在全局规划的环节中，应充分考虑各类业务需求，制定并规范合理化的数据标准，从而为后期流程化的业务建设奠定坚实的基础。高校应建立公共代码库，构建代码编码规则，统一取值、规范赋值，按照国标、部标、校标逐级筛选，依托数据共享平台，应用到各类业务系统，对公共代码库进行持续化的管理，关注其对全校范围、所有数据的影响。

（三）缺少对各类数据源的有效整合

数据的流转是业务生命周期的主心骨。数据源的产生，应由业务归口部门产生，依托数据交换平台向需要使用数据的应用进行推送，实现教育数据的实时交互。当前，由于高校业务及职能交叉管理的需要，使得数据来源的入口较多，缺乏有效、统一的整合，给业务带来的必将是数据的不一致，引起数据中心数据管理的混乱，给教育大数据的分析与挖掘埋下极大的隐患。

（四）数据质量差、融合困难

数据质量是大数据的核心。由于长期对数据的重视程度不高、对数据价值的认识不够，且受限于行政管理架构影响，跨域实施困难，加上数据分析模型及工具的匮乏，高校的数据利用与前期规划、设计、开发脱节，造成了积累数据与实际应用需求存在严重的偏差。数据质量差、数据融合困难，严重制约了高校数据的整合与共享。

（五）历史数据保存不完整，过程化数据严重缺失

过程化数据是智慧校园管理的关键。我国高校信息化发展了几十年，很多业务系统都进行了多轮的更新与重建。由于各个时期数据标准、数据规范不同，数据保护意识不够，造成了大量历史数据的流失。“推翻重来”，“升级换代”无形加剧了数据的遗失。

（六）管建不管用

重功能建设轻应用实践，业务系统平台使用率偏低，价值发挥不充分。

二、研究意义

智慧校园大数据平台是一个利用现代信息技术手段收集、整合和分析校园内各类教育资源数据的综合管理平台，将对提高学校教学质量、实现学校高效管理、为广大师生提供便捷服务具有重要意义，将对高校未来的教育事业发展产生深远影响。

（一）提高学校教学质量

通过大数据平台，可以更好地了解学生的学习情况和需求，为教师提供有针对性的教学指导，帮助学校更好地了解每个学生的特长和兴趣，建立与学生家长有效沟通机制，共同关注孩子的成长，为学生提供个性化的教育服务和发展路径建议，因材施教，从而提高教学质量。

（二）实现学校高效管理

通过大数据平台，可打破信息孤岛，统一基础平台提供了信息共享的手段，打破学校各部门业务系统间的信息孤岛，使各部门的数据能够互联互通。共享的数据既可以包含政策法规等信息，更重要的是各单位和部门的业务数据。为领导的决策提供实时的数据，发挥数字化校园的实时和准确的特点。通过基础平台，整个学校的业务数据都可以实时地相互查询和访问。

（三）为广大师生提供便捷服务

通过大数据平台，可以全面推进教育治理能力优化行动，推动高等学校“最多跑一次”改革，使得校园业务管理服务工作重心更加倾向于专业化和服务化。以“用户为主体、数据共享，资源汇聚和服务发布”为目标来构建的一网通办，帮助广大师生有效使用各类系统，减少中间环节，去除冗余流程，最终实现“让师生少跑腿，让数据多跑腿”，为师生提供一站式服务，切实提高在校师生获得感。

三、研究内容

（一）研究思路

本课题通过调研我国高校智慧校园生态体系的大数据平台存在的主要问题，结合学校实际需求，顶层设计高校智慧校园生态体系的大数据平台框架，建立在数据中心数据模型，以数据为核心、流程为基础、服务为目标建设智慧校园生态体系的大数据平台，在此基础上建设数据中台和业务中台，实现数据共享和治理，并将数据转变为资产，赋能学校高质量发展，助力学校教学、管理和服务，为高校智慧校园建设及应用提供数据和平台支撑。

（二）研究方法

本课题以面向智慧校园生态体系的大数据平台研究及实践为主题，围绕教育大数据、生态体系、APP、大数据时代、中台建设、大数据分析平台等关键词展开调研。在研究的过程中采取网络调研法、案例分析法，针对高校信息化建设中数据标准不统一、数据结构多样化、数据更新不及时等问题，采用构建大数据平台的方式对多源异构数据进行梳理，实现数据的标准化采集和开放架构，并在此基础上从学生网络行为分析、多维度实时学业预警、教学精准督导等方面介绍了智慧校园的教育大数据分析的方法和技术。

四、工作方案

针对当前制约高校智慧校园所面临的六个主要问题，咸宁职业技术学院结合信息化标杆校建设实际，制订工作方案，从以下六个方面开展工作。

（一）顶层设计智慧校园生态体系框架

项目总体框架设计以《中国教育现代化2035》《教育信息化2.0行动计划》《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划纲要》等文件为依据，使用物联网、5G、人工智能、大数据等先进技术，将高校智慧校园生态体系细分为五层，［3］即基础设施层、数据接入层、数据平台层、智慧应用层和智慧可视层。实现数据唯一源头采集与治理、服务线下线上融合、数据资产分析，对学校核心业务流程进行梳理与优化，构建符合学校的数据治理、应用、服务、维护目标的智慧校园生态体系框架（见图1）。

图1 高校智慧校园生态体系的大数据平台框架

1.基础设施层：利用学校原有校园网络、云基础设施、计算、存储、虚拟化等资源，升级学校基础设施，为上层数据平台及智慧应用提供支撑。

2.数据接入层：梳理学校业务流程，接入基础数据，以人事系统作为教工数据采集源头，学工系统作为学生数据采集源头，结合科研系统、物联服务平台及其他平台等系统和平台，完成各个平台业务数据和设备数据到数据平台平台的接入和集成，提供数据来源，构建万物互联的信息基础设施基底，为学校数据治理提供支撑和保障。

3.数据平台层：搭建数据中台和业务中台，实现全校数据的接入和开放能力，提供数据集成、信息集成、服务集成、物联集成以及资产市场能力，无缝对接业务系统平台、物联平台与其他系统平台的对接工作。

4.智慧应用层：基于校园物联融合开放平台的物联数据源和校园数据开放平台的业务数据源，对物联数据、业务数据进行知识转化，将校园业务的实体、属性、关系进行关联和处理，融入校园监测、管理、控制结构，构建运营工作的管理体系，建立监测指标，形成标准化的工单流转处置和现场指挥调度规范，达到针对校园事件快速响应、精准推送、跨部门协同、高效处置、及时反馈的完整闭环效果，展现为统一融合的可视化监测服务。

5.智慧可视层：重点利用数字孪生技术，对建筑设备、校园设施以及园区内移动的物体进行深度感知，打造全园区网络覆盖的数字空间，实现万物互联。借助下层数据集成服务平台的数据处理能力，将学校网络、教室、实验室、公寓、物联等场景的运营情况、业务功能，通过大屏统一展示给用户，更大限度发挥各系统的作用。实现智慧校园对园区内业务运营管理全方位的需求，实现从控制中心直接控制末端的扁平化管理，突出用户深度交互的智慧校园服务，助力打造以师生用户为核心的生态交互展示中心，构建人与人和谐共生、融合创新的智慧校园。

（二）制定统一信息数据标准

根据《中华人民共和国教育部信息化行业标准》《全国职业教育智慧大脑院校中台数据标准》《全国高等职业学校人才培养工作状态数据采集标准》，结合学校实际，制定包括元数据标准、数据交换技术规范、数据传输协议、数据质量标准等，采用业务系统录入数据，实现数据源头唯一采集，保障业务数据的规范性。

（三）建设高质量校本数据中心

以“把数据用起来，让数据变为资产”为切入点，升级改造学校数据中心建设校本数据中心，涵盖职业学校基本办学条件、专业设置、课程开设、学生信息、教师信息、企业信息等各类数据，以信息门户、移动门户和数据门户为汇总展示平台，面向全校多群体、多角色的用户体系提供服务访问支持，打造了学校管理、教育分析评估的综合平台，把数据聚焦在学校管理、教学、生活日常等各种场景的应用，通过不同角色、不同视角、多维度梳理，重视学校各用户角色全过程、多场景的数据应用需求，细粒度打造学校的数据应用服务体系和数据分析服务，［4］重视师生对信息化建设的“口碑”，提升师生在信息化体验中的“获得感”。

（四）搭建数据中台

搭建数据中台，通过数据集成实现全校数据的接入和开放能力，提供数据集成、信息集成、服务集成、物联集成以及资产市场能力，无缝对接业务系统平台、物联平台与其他系统平台的对接工作。通过数据开发治理，提供接入进来的学校全域数据进行标准化开发工作，梳理数据的来龙去脉，理清数据资产，提供数据标准、数据质量、数据资产、数据开发以及数据脱敏能力，还可借助图与时空能力，对数据进行挖掘分析查询。

1.制定全校层面统一信息标准，规范数据来源，采用统一业务数据录入（产生）标准，保障业务数据的规范性。

2.建立全校统一数据中心（智慧校园全量数据中心平台），梳理全校数据架构，从全局上盘活数据资产，对整个智慧校园各业务领域的数据模型、数据关系、数据处理有清晰化的认识。

3.建立数据质量平台，提高数据质量，向全校有关领导或部门提供详细的数据质量报告，从业务的角度梳理智慧校园的数据质量问题，形成质量控制能力，建立数据的管理流程。

4.建设数据接口服务平台，基于全量数据中心平台，向全校各领域的应用提供数据微服务。以用户为中心，为用户提供直接获取数据的能力，使用数据，并且在用户的使用过程中再反过来推动信息标准完善，提高数据质量。

5.实现全校数据的数据集成与数据清洗，全面盘活面向于各职能部门的所有人、财、物数据，建立起清晰有效的数据流图。

6.基于底层数据治理体系，强化学生层面的数据应用服务，梳理清晰面向学生管理的“数据流”，构建迎新管理数据移动应用和基于学生成绩数据的学生综合测评应用，在数据应用层面深化数据治理服务。

（五）搭建集成化业务中台

搭建业务中台，建立技术底座，实现微服务治理、分布式事务处理、API网关和中中间件管理；建立服务组件层，实现权限服务、应用服务、日程服务、消息服务、管理服务、认证服务、接口服务、报表服务等管理；业务中台可实现对高校人事系统、学工系统、财务系统、后勤系统人、财、物和科研、教务等其他所有业务系统的集成与管理，并通过数据大屏提供领导驾驶舱功能，进行学生画像，教师画像，生成数据报告可为学校提供决策依据。

（六）大力推广应用各业务系统

应用为王，只有把各业务系统平台充分使用起来才能达成智慧校园建设目标。通过提高各部门教职工信息化意识，加大各业务系统使用培训力度，并将数据采集与各部门年终绩效挂钩，在全校推广使用建成的各业务系统，提升采集数据质量。

五、研究的关键点

建立在数据中心数据模型。数据中心整合基础资源服务（IaaS）、平台服务（PaaS）、数据服务（DaaS），一站式提供数据解决方案，支持物理机、裸金属服务器以及虚拟机多种资源服务模式，实现定制大数据生态系统，支持数据全链路开发处理流程和数据全域管理能力，［5］通过智能算法、大数据技术、大数据建模等构建智慧服务管理体系，“让数据多跑路，让人少跑路”构建咸职智慧校园“以人为本”的服务宗旨。